推进剂药浆加工特性简易测定仪制造技术

一种推进剂药浆加工特性简易测定仪，其检测系统包括一个数据采集系统；计算机；一个马达控制器；一个调节恒温槽内介质温度、测量实际温度并将其实时传输的温度控制器；一个力传感器；支架上设有升降台；恒温槽设置于升降台上；料杯放置于恒温槽中；所述力传感器、数据采集系统组成检测器；检测器与用于蘸取料杯内药浆以便检测的夹具相连；所述夹具与检测器为刚性连接；步进马达、与步进马达相连的马达控制器组成用于驱动控制升降台的传动控制系统。它采用在可控温度下通过设定测试夹具以可控速度从浆料中升降时受力的变化过程，得到浆料的一系列加工特性，以及在进行固化体系的凝胶化反应时间测定,具有测试功能强、操作简捷、携带方便的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种药浆加工特性力学测试装置。
技术介绍
推进剂药浆是一种包含固体粒子、液体介质以及高分子粘结剂、固化剂等组成的高含能浆体，表现出悬浮体与颗粒流的复杂流变特性，包括屈服、非牛顿性、触变性、壁面滑移及复杂的拉伸特性等，因而在实际混料及灌浆过程中表现出不同的工艺特性。目前测试此类体系加工特性的仪器往往采用传统的旋转流变仪和粘度计，无法反映药浆体系的复杂本质与流动特性。此类传统仪器的测定方法还存在许多测量困难，如壁面滑移效应。Tulane大学的De Kee教授提出一种新的测定方法，即以悬丝将刻槽平板从待测物中拉出，测定其受力过程，此方法主要用于测定低屈服应力悬浮体系，无法用于高填充浓悬浮体系的测定。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述不足而提供一种适用于快速测试，测试范围广，测试功能强，携带方便、操作简单、可靠性好的推进剂药浆加工特性简易测试仪。本专利技术的技术方案在于包括支架、料杯、夹具、检测系统； 所述检测系统包括一个接收力传感器、温度控制器、马达控制器所采集的电信号，由微处理器控制，将所采集的电信号通过多路采样开关、经过模拟信号放大器放大后、再经A/D转换得到数字信号，将数字信号通过数据存储介质进行存储、并将数字信号通过USB数据线反馈到计算机的数据采集系统；一个将接收数据采集系统的数字信号通过软件实时记录并按照设定公式进行数据处理，按设定输出格式在电脑中显示和记录的计算机；一个接收计算机所发出的控制指令控制步进马达运转、测量步进马达实际转速，并将所测步进马达实际转速实时传输到数据采集系统的马达控制器；一个接收计算机所发出的控制指令调节恒温槽内介质温度、测量恒温槽内实际温度，并将所测恒温槽内实际温度实时传输到数据采集系统的温度控制器；一个将所测量力电压信号实时传输到数据采集系统的力传感器；一个向计算机、步进马达、温度控制器和数据采集系统供电的电源模块； 所述支架上设有升降台；恒温槽设置于升降台上；料杯放置于恒温槽中；所述力传感器、数据采集系统组成检测器；检测器与用于蘸取料杯内药浆以便检测的夹具相连；所述夹具与检测器为刚性连接；步进马达、与步进马达相连的马达控制器组成用于驱动控制升降台的传动控制系统。所述夹具为一个以上带有刻槽的平板或圆筒或板状组合。所述夹具为一个以上带有孔洞的平板或圆筒或板状组合。所述夹具为表面平滑无孔的平板或圆筒。所述夹具为探针。本专利技术与现有技术相比有如下优点 本专利技术通过改变夹具可方便快捷地在较宽范围测试药浆的一系列加工特性，如屈服应力、表观粘度、流平性、拉伸特性和凝胶化反应时间。(2本专利技术所用夹具与检测器之间采用刚性硬连接，保证夹具的运动方向与检测器与之间剪切方向一致，避免误差。刚性连接的使用使得测量体系的种类更加多样化，拓宽了本专利技术的应用。(D本专利技术所占空间小，容易携带，在现场容易组装和操作，安全性高。附图说明图I为本专利技术的结构示意图。图2为夹具(刻槽平板结构)的结构示意图。 图3为夹具(带孔平板结构)的结构示意图。图4为夹具(四片刻槽桨叶垂直交叉结构)的结构示意图。图5为本专利技术的电路控制原理图。图6为本专利技术测试时夹具拉出过程中的受力示意图。图7为本专利技术拉伸特性测试附件的结构示意图。图中，I、夹具，2、检测器，3、传动控制系统，4、温控系统，5、支架，6、计算机，7、马达控制器，8、步进马达，9、升降台，10、料杯，11、高速CXD摄像机，12、浆料细丝，13、光源，1-a、刻槽平板夹具，l_b、带孔平板夹具，1-c、四片刻槽桨叶垂直交叉夹具。具体实施例方式图I中，支架5上设有升降台9 ;恒温槽设置于升降台9上；料杯10放置于恒温槽中；力传感器、数据采集系统组成检测器2 ;检测器2与用于蘸取料杯10内药浆以便检测的夹具I相连；夹具I与检测器2为刚性连接；步进马达8、与步进马达8相连的马达控制器7组成用于驱动控制升降台9的传动控制系统3。本专利技术基本动作原理是计算机6使马达控制器7和步进马达8驱动控制升降台9将夹具I垂直浸入浆料，使得夹具I的叶片完全浸没在浆料中，再拔出，夹具I受力由检测器2测量并输入计算机6，以软件转换受力曲线，并记录。料杯10固定于温控系统4，保证测定准确。本专利技术的夹具I适用测试对象范围广，一般为带细金属杆的刻槽或带孔平板，细金属杆要求具有刚性。根据待测对象不同，可以设计不同几何形状、不同表面形貌的夹具，如测试粘度偏低的体系可采用四片刻槽或带孔叶片十字交叉的夹具。将夹具I改成表面平滑无孔的平板，并与沟槽或多孔板夹具I得到的数据进行比较，可以测试壁面滑移效应；将夹具I改变为探针，可得到固化体系的凝胶化反应时间；添加温控系统4可实现变温测试。最后，为实现仪器的简易便捷以及较高精度，对夹具I、检测器2、传动控制系统3、温控系统4、支架5、计算机部件采用小型化构造，以方便携带；选用性能优异的机械部件以及采用接地处理，以减小机械噪声和电噪声，提高仪器测试精度；夹具I的升降可以实现一键控制，计算机6与仪器通过USB连接，实验过程中所测得的特性参数可直接反馈到软件界面上，使得操作简单化。图2中，l_a为刻槽平板夹具。图3中，l_b为带孔平板夹具。图4中，I-C为四片刻槽叶片垂直交叉夹具。图5中，计算机分别与马达控制器和温度控制器连接。计算机将控制指令传输到马达控制器和温度控制器中，马达控制器通过控制指令控制步进马达运转。温度控制器通过控制指令调节恒温槽内介质温度。马达控制器和温度控制器将即时测量的参数(即马达实际转速、实际温度)实时传输到数据采集系统。同时，力传感器将所测量的力电压信号实时传输给数据采集系统。数据采集系统由微处理器控制，马达控制器、温度控制器和力传感器将响应得到的电信号通过多路采样开关，经过模拟信号放大器放大后，再经A/D转换得到数字信号。数字信号经过数据存储介质进行存储，而后通过USB数据线反馈到计算机。计算机通过软件实时记录温度、马达转速和力的数值，并按照设定公式进行数据处理，按设 定输出格式在电脑中显示和记录。电源模块向计算机、马达、温度控制器和数据采集系统供电。图6中，图中从开始到A点，应力线性增长，材料表现纯弹性；A点到B点，表现非线性弹性行为点对应的应力为被测体系的屈服应力，对一些介质，B点时，已有部分液体拉出液面,会加大表观屈服应力。图7中，水平放置的平行板夹具I垂直运动可测试体系拉伸性能。测试过程中，控制升降台，通过高速CXD摄像机11记录浆料细丝12直径随时间的变化，经过计算机6控制软件处理分析，数据转换可得到浆料拉伸粘度随拉伸速率的变化关系。10为料杯，13为光源。本专利技术在测试过程中可以得到如下反映药浆加工特性的主要参数 (D屈服应力 如图6所示，图中从开始到A点，应力线性增长，材料表现纯弹性；A点到B点，表现非线性弹性行为点对应的应力为被测体系的屈服应力，对一些介质，B点时，已有部分液体拉出液面,会加大表观屈服应力。 表观粘度 在夹具被拉出待测物之前，可以通过相应的换算关系得到拉出时的剪切速率，进而得到待测物的表观粘度。表观粘度的表达式如下 V 聊= 其中，A为与夹具形状有关的待校定常数，L为夹具的长度，P为药浆的密度，A为夹具的升降速率。 流平性 在夹具被完全拉出并停止后，拉出浆料由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种推进剂药浆加工特性简易测定仪，其特征在于：包括支架、料杯、夹具、检测系统；所述检测系统包括：一个接收力传感器、温度控制器、马达控制器所采集的电信号，由微处理器控制，将所采集的电信号通过多路采样开关、经过模拟信号放大器放大后、再经A/D转换得到数字信号，将数字信号通过数据存储介质进行存储、并将数字信号通过USB数据线反馈到计算机的数据采集系统；一个将接收数据采集系统的数字信号通过软件实时记录并按照设定公式进行数据处理，按设定输出格式在电脑中显示和记录的计算机；一个接收计算机所发出的控制指令控制步进马达运转、测量步进马达实际转速，并将所测步进马达实际转速实时传输到数据采集系统的马达控制器；一个接收计算机所发出的控制指令调节恒温槽内介质温度、测量恒温槽内实际温度，并将所测恒温槽内实际温度实时传输到数据采集系统的温度控制器；一个将所测量力电压信号实时传输到数据采集系统的力传感器；一个向计算机、步进马达、温度控制器和数据采集系统供电的电源模块；所述支架上设有升降台；恒温槽设置于升降台上；料杯放置于恒温槽中；所述力传感器、数据采集系统组成检测器；检测器与用于蘸取料杯内药浆以便检测的夹具相连；所述夹具与检测器为刚性连接；步进马达、与步进马达相连的马达控制器组成用于驱动控制升降台的传动控制系统。...

【技术特征摘要】
1.一种推进剂药浆加工特性简易测定仪，其特征在于包括支架、料杯、夹具、检测系统； 所述检测系统包括 一个接收力传感器、温度控制器、马达控制器所采集的电信号，由微处理器控制，将所采集的电信号通过多路采样开关、经过模拟信号放大器放大后、再经A/D转换得到数字信号，将数字信号通过数据存储介质进行存储、并将数字信号通过USB数据线反馈到计算机的数据采集系统； 一个将接收数据采集系统的数字信号通过软件实时记录并按照设定公式进行数据处理，按设定输出格式在电脑中显示和记录的计算机； 一个接收计算机所发出的控制指令控制步进马达运转、测量步进马达实际转速，并将 所测步进马达实际转速实时传输到数据采集系统的马达控制器； 一个接收计算机所发出的控制指令调节恒温槽内介质温度、测量恒温槽内实际温度，并将所测恒温槽内实际温度实时传输到数据采集系统的温度控制器； 一个将所测量力...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑剑，许元泽，郭营，郭翔，
申请(专利权)人：湖北航天化学技术研究所，
类型：发明
国别省市：